36. Структуры микропроцессорных иувс.

Для современного этапа развития ИУВС характерен переход от ИУВС с

одним микропроцессором к мультимикропроцессорным ИУВС (mМП

ИУВС), в которых сложнейшие задачи управления выполняются

одновременно множеством микропроцессоров. Интерес к созданию

управляющих и вычислительных систем, получаемых соединением в

сложную структуру большого числа микропроцессоров, запоминающих

устройств, устройств ввода-вывода информации, то есть к mМП ИУВС,

обусловлен:

1) необходимостью создания высокопроизводительных ИУВС с

эквивалентным быстродействием в десятки и сотни миллионов операций в

секунду, например для анализа и прогнозирования погоды, распознавания

образов, систем автоматизированного проектирования, решения задач

обработки сигналов и сопровождения целей в военной технике и тому

подобное;

2) требованием обеспечения живучести ИУВС, работающих в режиме

реального времени, то есть необходимостью создания ИУВС, способных

продолжить работу при выходе из строя отдельных их устройств;

3) территориальной удаленностью на десятки, сотни и тысячи метров

элементов систем управления и сбора информации, включающих

вычислительные средства;

4) необходимостью в большинстве случаев коммутации вычислительной

мощности, ее динамическим перераспределением в зависимости от динамики

решаемых задач;

5) необходимостью адаптации ИУВС к внешним условиям, а не наоборот;

6) требованием достижения гибкости вычислительных средств, то есть

возможности изменения конфигурации, расширяемости и модульности

структуры;

7) потребностью в повышении производительности самих микро-

процессоров, поскольку они не могут конкурировать со сверхбыст-

родействующими ЭВМ;

8) низкой стоимостью элементной базы (БИС микропроцессорных

наборов, ОЗУ, ПЗУ, ППЗУ, УВВ), обладающей достаточно большими

вычислительными возможностями.

Успех широкого применения mМП ИУВС связан:

- с разработкой архитектуры (структурной организации) и системного

программного обеспечения;

- с созданием параллельных алгоритмов решения задачи и

соответствующего прикладного программного обеспечения.

Архитектуру параллельных мультимикропроцессорных вычислительных

систем вообще можно классифицировать, например, по типу

внутрисистемных связей, связанности микропроцессоров, по тому, состоит

ли система из однородных или неоднородных вычислительных средств, и

тому подобное. Глобально mМП системы можно разбить на две группы:

а)пирамидальные и б)распределенные.

Рисунок 3.3 - Примеры связей между модулями

мультимикропроцессорной ИУВС распределенного типа

Наиболее экономичным является применение специального класса (δ-

класс) коммутационных сетей («всех со всеми»). В этом случае общая

магистраль как таковая исчезает, так как она растворяется во всевозможных

парных связях между объектами модулей, образующих так называемую

дельта-сеть С (рисунок 3.3в).

Изложенный материал для восприятия является непростым и требует

глубоких знаний в области микропроцессорной техники. Но таковы по

сложности современные системы контроля и управления, ориентированные

на максимальное использование микропроцессорной техники в виду

эффективности последней. По мере продвижения по разделам данной книги

еще не один раз придется обращаться к материалам данного раздела.